一种脱硫吸收塔浆液循环泵单泵运行控制方法与流程

本发明属于电厂烟气脱硫，特别涉及一种脱硫吸收塔浆液循环泵单泵运行控制方法。

背景技术：

1、燃煤电厂湿法烟气脱硫是当前火电机组应用最为广泛的烟气脱硫工艺，吸收塔浆液循环泵作为脱硫系统的核心动力设备，承担着浆液喷淋输送的核心功能，同时也是脱硫系统中能耗占比最高的设备之一。

2、现有脱硫系统普遍采用保守的运行模式，无论机组有功负荷高低、原烟气so2浓度大小，均保持至少两台浆液循环泵并联运行。该模式在高负荷、高硫分工况下可保障脱硫效率达标，但在低负荷、低入口硫分工况下会产生严重的能耗冗余，泵组耗电量居高不下，提升了电厂的运行成本。

3、与此同时，长期过量的浆液喷淋会使净烟气so2浓度长期处于极低水平，易造成环保监测设备无法正常显示数值、数据传输率异常等问题，增加了环保运维的难度。

4、为降低泵组运行能耗，部分电厂采用直接停运单台浆液循环泵的方式实现单泵运行，但该方式未对切泵后的系统参数变化进行预判与安全校验，切泵过程中易出现脱硫效率突变、净烟气so2浓度超标、浆液ph值大幅波动、吸收塔出口烟温异常升高等问题，切换过程的安全性与稳定性无法得到保障，难以实现安全、可靠的单泵常态化运行。

技术实现思路

1、针对背景技术中的问题，本发明提出一种脱硫吸收塔浆液循环泵单泵运行控制方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种脱硫吸收塔浆液循环泵单泵运行控制方法，包括：

4、获取吸收塔内的烟气参数、浆液参数、机组有功负荷以及每台浆液循环泵的运行状态；

5、基于所述烟气参数以及每台浆液循环泵的运行状态，计算单泵工况液气比；

6、基于所述单泵工况液气比、烟气参数和浆液参数，确定停泵参数变化轨迹，并基于所述停泵参数变化轨迹提取停泵参数值；

7、判断所述停泵参数值是否满足预设的安全约束，若是，则生成停泵许可信号；

8、基于所述烟气参数、浆液参数及所述单泵工况液气比，计算单泵稳态石灰石供浆量，并将石灰石供浆流量调节至所述单泵稳态石灰石供浆量；

9、响应于所述停泵许可信号，切换至单泵运行状态。

10、优选的，所述烟气参数包括：原烟气标况流量、原烟气二氧化硫浓度、原烟气温度、净烟气二氧化硫浓度、吸收塔出口烟温；

11、所述浆液参数包括：吸收塔浆液ph值、吸收塔浆液密度、吸收塔液位、石灰石浆液密度、石灰石浆液质量浓度、石灰石供浆流量、石膏排出流量、氧化风机运行状态与氧化风量、吸收塔浆液粘度；

12、在所述获取吸收塔内的烟气参数、浆液参数、机组有功负荷以及每台浆液循环泵的运行状态之后，所述方法还包括：

13、判断所述烟气参数、浆液参数、机组有功负荷以及每台浆液循环泵的运行状态在预设的稳定时长内是否满足预设的基础工况；

14、若满足，则生成单泵切换就绪态；

15、若不满足，则维持多台浆液循环泵运行状态。

16、优选的，所述基于所述烟气参数以及每台浆液循环泵的运行状态，计算单泵工况液气比的表达式为：

17、

18、式中，为单泵工况液气比；为待停运浆液循环泵的额定循环流量；为原烟气标况流量；为当前运行的浆液循环泵台数；为第台运行浆液循环泵的额定循环流量。

19、优选的，所述停泵参数变化轨迹包括净烟气二氧化硫浓度的动态变化轨迹；所述停泵参数值包括净烟气二氧化硫浓度峰值和净烟气二氧化硫浓度稳态值；

20、确定净烟气二氧化硫浓度的动态变化轨迹，并提取净烟气二氧化硫浓度峰值，具体包括：

21、基于所述单泵工况液气比、吸收塔浆液粘度和吸收塔浆液密度，计算气相总传质系数；

22、基于所述气相总传质系数以及所述原烟气标况流量，计算气相总传质单元数；

23、基于所述气相总传质单元数，计算单泵工况脱硫效率；

24、基于所述单泵工况脱硫效率及烟气参数中的原烟气二氧化硫浓度，计算净烟气二氧化硫浓度稳态值；

25、基于所述净烟气二氧化硫浓度稳态值，通过一阶惯性响应规律生成净烟气二氧化硫浓度变化轨迹；

26、从所述净烟气二氧化硫浓度变化轨迹中提取净烟气二氧化硫浓度峰值。

27、优选的，所述停泵参数变化轨迹还包括吸收塔浆液ph值变化轨迹；所述停泵参数值还包括吸收塔浆液ph值峰值和吸收塔浆液ph值稳态值；

28、确定吸收塔浆液ph值变化轨迹，并提取吸收塔浆液ph值峰值和吸收塔浆液ph值稳态值，具体包括：

29、基于所述净烟气二氧化硫浓度变化轨迹、石灰石供浆流量、石膏排出流量建立浆液池动态物料衡算方程，求解得到碳酸钙浓度、亚硫酸根浓度、硫酸根浓度随时间的变化规律；

30、建立液相离子平衡方程组，基于碳酸钙浓度、亚硫酸根浓度、硫酸根浓度随时间的变化规律，计算氢离子浓度随时间变化的规律；

31、基于所述氢离子浓度随时间变化的规律，生成吸收塔浆液ph值变化轨迹；

32、基于所述吸收塔浆液ph值变化轨迹，提取吸收塔浆液ph值峰值和吸收塔浆液ph值稳态值。

33、优选的，所述停泵参数变化轨迹还包括吸收塔出口烟温变化轨迹；所述停泵参数值还包括吸收塔出口烟温峰值和吸收塔出口烟温稳态值；

34、确定吸收塔出口烟温变化轨迹，并提取吸收塔出口烟温峰值，具体包括：

35、基于所述单泵工况液气比、原烟气温度以及原烟气标况流量，通过喷淋蒸发冷却热平衡求解吸收塔出口烟温稳态值；

36、基于所述吸收塔出口烟温稳态值，通过热惯性响应规律生成吸收塔出口烟温变化轨迹；

37、从所述吸收塔出口烟温变化轨迹中提取吸收塔出口烟温理论峰值。

38、优选的，所述计算单泵稳态石灰石供浆量的表达式为：

39、

40、式中，为单泵稳态石灰石供浆量；为原烟气标况流量；为原烟气二氧化硫浓度；为单泵工况脱硫效率；为碳酸钙与二氧化硫的摩尔质量比；为预设钙硫比；为石灰石浆液密度；石灰石浆液质量浓度。

41、优选的，在切换至单泵运行状态时，所述方法还包括：

42、计算动态前馈补偿量，并基于所述动态前馈补偿量；

43、所述计算动态前馈补偿量，具体包括：

44、计算多泵工况液气比；

45、基于所述多泵工况液气比与所述单泵工况液气比的差值，计算停泵导致的液气比跌落幅度；

46、基于所述停泵导致的液气比跌落幅度，计算动态前馈补偿量。

47、优选的，在所述切换至单泵运行状态之后，所述方法还包括：

48、获取单泵运行实测值；其中，所述单泵运行实测值包括：净烟气二氧化硫浓度实测值、吸收塔浆液ph值实测值、机组有功负荷实测值、烟气二氧化硫浓度实测值、吸收塔出口烟温实测值；

49、基于所述单泵运行实测值，计算单泵运行综合风险值；

50、基于所述单泵运行综合风险值，根据预设的风险响应等级，执行相应动作。

51、优选的，在所述切换至单泵运行状态之后，所述方法还包括：

52、若运行浆液循环泵发生跳闸后，按照预设备用优先级顺序逐台启动备用浆液循环泵；

53、所述按照预设备用优先级顺序逐台启动备用浆液循环泵，具体包括：

54、发出第一备用浆液循环泵启动指令后，若预设判定时长内判定第一备用浆液循环泵启动失败，则延时预设时间后自动发出第二备用浆液循环泵启动指令，直至备用浆液循环泵启动成功或所有可用备用泵均完成启动尝试。

55、本发明的有益效果：

56、本发明的方法通过停泵参数轨迹推演，可提前预判切泵后的参数变化趋势，识别切换过程中的瞬态与稳态运行风险，确保切泵全时段内烟气、浆液参数均满足预设要求，避免直接切泵引发的参数超标与运行冲击，保障单泵切换过程的可靠性。

57、本发明的方法通过在浆液循环泵发生跳闸后，采用逐台延时启动的时序，上一台泵启动失败后延时预设时间（如3秒）再启动下一台，能够避免多台泵同时启动产生的启动电流叠加对厂用电系统造成冲击，进而可以降低泵体、阀门与管路的设备损伤风险。

58、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。